http:/www.wzie.cn机电工程学院工业工程教研室工业工程导论http:/www.wzie.cn2工业工程导论第6章 现代质量工程教学目的与要求教学目的与要求pp1 1. .理解理解质量工程的质量工程的内涵内涵pp2 2. .掌握质量设计的掌握质量设计的原理和方法原理和方法pp3 3. .掌握质量控制常用的掌握质量控制常用的方法和方法和工具工具pp4.4.了解现代质量管理的了解现代质量管理的技术技术http:/www.wzie.cn3工业工程导论1、质量的内涵 速速腾断轴门事件腾断轴门事件 万科毒地板门事件万科毒地板门事件 苏泊尔苏泊尔锰超标门事件门事件 Iphone6sIphone6s质量门事件质量门事件v 近年来的质量事件http:/www.wzie.cn4工业工程导论1、质量的内涵 海尔洗衣机海尔洗衣机 格力空调格力空调 别克汽车别克汽车v 质量取胜案例http:/www.wzie.cn5工业工程导论1、质量工程概述关于如何关于如何创新创新和和提高全面质量提高全面质量的科学的科学什么是什么是质量工程？质量工程？质量是企业的生命线http:/www.wzie.cn6工业工程导论v 质量工程的内容1、质量工程概述http:/www.wzie.cn7工业工程导论1、质量工程概述 1、满足客户需求 2、强调技术与管理并重 3、产品的质量是设计出来的 4、是以质量为核心的系统管理工程 5、具有广泛的适应性和灵活的扩展性v 质量工程的特点http:/www.wzie.cn8工业工程导论2、设计质量工程 三次设计是田口玄一博士在20世纪70年 代创立的一种系统化设计方法，其核心 思想是在产品设计阶段就进行质量控制 ，试图用最低的成本生产出满足顾客要 求的，对社会造成损失最小的产品。分 三个阶段：系统设计、参数设计、容差 设计。u对简单电子装置的850个现场故障的研究发现， 有43%的故障源于设计缺陷。 u对于中等复杂程度的机械和电子产品而言，产 品开发中的错误导致了40%的产品适用性问题。 u一项对卫生医疗产品的调查显示，34%被召回 的产品是由于产品存在缺陷或软件设计不当。http:/www.wzie.cn9工业工程导论2.1 三次设计 确定产品的主要性能参数 质量功能配置（QFD）系统设计 选择参数的最佳组合 试验设计（DOE）参数设计 确定各参数的最合理容差 质量损失函数容差设计http:/www.wzie.cn10工业工程导论2.1.1 系统设计 定义：是依靠专业技术对产品的功能和结构进行设 计。它是“三次设计”的基础，也叫功能设计。 目的：确定产品的主要性能参数、技术指标及外观 形状等重要参数。 方法：计算机辅助设计（CAD）、面向制造的设计（ DFM）、面向装配的设计（DFA）、面向使用的设计等 以及质量功能配置技术（QFD）。http:/www.wzie.cn11工业工程导论2.1. 2参数设计 定义：选择系统中所有参数的最佳组合，减少各种干 扰的影响，使所设计的产品质量特性值波动小，稳定性 好，并确定参数组合的中心值。 实践证明，许多产品的输出特性与参数的不同组合之 间存在着非线性的关系。 如能合理选择参数组合，其输出特性的波动就有可能 大大减小，从而提高产品质量的稳定性和可靠性。为此 ，在设计产品时，设计者应该首先找到参数不同组合与 输出特性之间的变化关系，通常用正交试验设计正交试验设计的方法 得到。http:/www.wzie.cn12工业工程导论2.1.3 容差设计 定义：在参数设计确定了中心值以后，进一步运用 统计方法确定各个参数的允许极限，并分析研究参数 允许范围和产品成本的关系。通过容差设计来确定各 参数的最合理容差，使总损失最小。 基本思想：对输出特性影响大的元器件或零部件参数 给予较小的公差值，对输出特性影响较小的元器件或零 部件参数给予较大的公差值。http:/www.wzie.cn13工业工程导论2.1.3 容差设计v普通平键http:/www.wzie.cn14工业工程导论系统设计 确定产品 的主要性 能参数 质质量功能 配置参数设计 选择参数 的最佳组 合 试验设计 （DOE）容差设计 确定各参 数的最合 理容差 质量损失 函数基础核心经济化http:/www.wzie.cn15工业工程导论v案例背景应用三次设计方法改进真空镀膜质量M 公司专门为手机生产商提供经过真空镀膜处理的手 机外壳零部件。近日，该公司接到客户关于其提供的 型号为 L8 的手机外框的投诉，称该型号的手机外壳在 仓库放置几个月就会出现黑点或黑点群，严重影响手 机外观，要求 M 公司停止 L8 的供货，并立即改善此 质量问题。http:/www.wzie.cn16工业工程导论工业工程的内容体系 v系统设计 经经工程人员员分析，这这些黑斑是由氧化引起的，而 保护护膜的膜厚直接影响了氧化的程度，从而影响黑斑 的形成。客户户要求其目标值为标值为 102 。 对对于影响膜厚的因素，工程人员结员结 合工程实实践及 深入分析，确定了布置于生产线产线 上的喷喷漆设备设备 的上、 下、中三个喷喷漆的喷枪喷喷枪喷 出量和它们们各自的涂料压压力 等六个因素为为影响膜厚的主要参数。http:/www.wzie.cn17工业工程导论v参数设计 将六个主要参数记为记为 L1、L2、L3和 P1、P2以 及 P3 。确定了六个参数的三种水平如下表所示。采 用L18（36）正交设计设计 表进进行试验试验 。http:/www.wzie.cn18工业工程导论 根据试验结试验结 果以及方差分析结结果，重新设设定过过程参数 ，即设设定上、下、中三个喷喷漆的喷枪喷喷枪喷 出量和它们们各自的 涂料压压力依次分别为别为 36、30、34.3、0.08 Mpa、0.09 Mpa、0.09 Mpa，并进进行了 30 次验证试验验证试验 。左图图是优优化 前该产该产 品膜厚的情形，而右图则图则 是验证试验结验证试验结 果的情 形。http:/www.wzie.cn19工业工程导论2.2 可靠性设计设计可靠性设计是应用可靠性的理论和技术，通 过预测、分配、分析和改进等一系列可靠性 工程活动，将可靠性定量要求设计到产品的 技术文件，形成产品的固有可靠性。http:/www.wzie.cn20工业工程导论2.2 可靠性设计设计 1、可靠度通常称其为无故障概率，或称可靠度函数，简称可靠 度，记为R(t)，故障分布函数为F(t)R(t)= 1- F(t) 2、失效率失效率(Failure Rate)，又称故障率,产品可靠性特征的一个重要指标，它能决定每一时刻的可靠度。失效率常用失效函数 来表示 3、寿命通常用期望寿命（平均寿命）表示寿命的特征，期望寿命表示产品从投入运行到发生失效的平均无故障工作时间。v 可靠性三个指标http:/www.wzie.cn21工业工程导论2.2 可靠性设计设计v 可靠性设计技术可靠性预测可靠性分配可靠性分析http:/www.wzie.cn22工业工程导论2.3 质质量功能展开质量功能展开（QFD）就是将顾客的要求转换成质量特 性，保证顾客的关键需求以及企业的核心技术系统地展 开到产品的各功能部件、过程变量等质量特性，从而形 成满足顾客要求的产品质量。质量机能展开通过定义“ 做什么”（即顾客要求）和“如何做”（即质量特性）， 识别关键的质量特性，将顾客定义的质量要素注入产品 或服务。 http:/www.wzie.cn23工业工程导论v 质量功能展开原理与构成质量功能展开的基本工具是质量屋它用矩阵为工具， 将顾客需求如下逐层展开：产品设计要求（涉及规 格或规范）；分系统、零部件的设计要求；生产 要求等。然后，采用加权评分的方法，评定设计、工 艺要求的重要性，通过量化计算，找出产品的关键单 元、关键部件、关键工艺，为优化设计这些“关键”提 供方向，采取有力措施。2.3 质质量功能展开http:/www.wzie.cn24工业工程导论2.3 质质量功能展开本产品 国内对手改进后国外对手1 m市场竞争力Mi1 2 n关系度（3）（2 ）（5 ）（6）（4 ）（7 ）（1 ）顾客需求重要度Ki质量屋结构图工程措施重要度本产品改进后国外对手国内对手（1）左墙顾客需求及其重 要度； （2）天花板工程质量（设 计要求或质量特性）； （3）房间关系矩阵 （4）地板工程措施的指标 极其重要度； （5）屋顶相关矩阵； （6）右墙市场竞争能力评 估矩阵； （7）地下室技术竞争能力 评估矩阵。http:/www.wzie.cn25工业工程导论v 质量功能展开的程序2.3 质质量功能展开 1.顾客需求分析 2.关键质量展开 进行技术特性描述 计算各项技术要求重要度 关键质量特性确定http:/www.wzie.cn26工业工程导论3、制造过程质量工程q质量统计过程控制q工序能力分析q质量改进工具http:/www.wzie.cn27工业工程导论3.1 质质量统计过统计过 程控制v SPC概述SPC技术术基于统计统计 理论论，通过对过对 生产过产过 程中各工艺艺参 数质质量数据进进行统计统计 分析和描图图，实现对实现对 工艺过艺过 程稳稳 定性的监监控和预测预测 。 对对异常波动动的及时预时预 警是SPC的最大特点。应应用SPC 对检测对检测 数据进进行统计统计 分析，能够够区分生产过产过 程中的正 常波动动和异常波动动，及时预时预 警，它能在异常因素刚刚露 出苗头头，尚未造成不合格产产品之前及时发现时发现 ，指导导管 理人员员及时时采取措施消除异常，从而极大地减少不合 格产产品的产产生，保证证生产顺畅进产顺畅进 行，最终终提高生产产效 率。SPC技术流程http:/www.wzie.cn29工业工程导论控制图是1924年美国休哈特首创的，也称休哈 特控制图。它是一种有控制界限的图，用来分 析和判断生产过程是否处于稳定状态。能起到 预防为主，稳定生产，保证质量的作用。3.1 质质量统计过统计过 程控制v 控制图http:/www.wzie.cn30工业工程导论33控制上限UCL控制下限LCL中心线CL样品编号（或取样时间）质量特性 x 纵轴是质量特性值；横轴是样本号；中心线记为CL，它是统计量 的平均值；上控制界限记为UCL；下控制界限记为LCL；图中有按 时间顺序抽取的各样本统计量的数值，上下控制界限距中心线3倍 标准偏差。3.1.2 控制图图http:/www.wzie.cn31工业工程导论控制图名称用途计量值数据XR均值极差控制图各种计量值 XR中位数极差控制图各种计量值 X RS单值移动极差控制图各种计量值 X单值控制图计量值 XS均值标准偏差控制图重要产品中使用计数值数据Pn不合格品数控制图.计件数据 p不合格品率控制图计件数据 C缺陷数控制图计点数据 U缺陷率控制图单位面积、长度的 缺陷数3.1.2 控制图v按质量数据的性质分类http:/www.wzie.cn32工业工程导论x-R图是x图（均值控制图）和R图（极差控制图）联合使 用的一种控制图。R图用于判断生产过程的波动是否处于或保持在所要求的 受控状态。x图主要用于判断生产过程的平均水平是否处于或保持在 所要求的受控状态。图通常在样本大小n10时使用，是一种最常用的 计量值控制图。v 均值与极差控制图3.1.2 控制图http:/www.wzie.cn33工业工程导论按照3准则，控制界限就取（3， 3）。和可通过样本容量为n的k组样本数据求得：d2是由n确定的系数，可由控制图系数表查出。v 均值与极差控制图的控制界